作物耐低氮机制的研究进展

氮(N)是作物的主要营养来源,低氮会限制作物的生长和产量,而过多的氮肥施用虽然在一定程度上能够提高作物产量,但也会造成氮肥利用效率低及资源浪费。开发具有较高的低氮(LN)耐受性或氮利用效率(NUE)的作物品种,对于农业可持续发展至关重要。本文主要从作物对氮的吸收、低氮对作物生长和作物产量的影响、作物对低氮环境的适应机制、耐低氮基因型筛选、氮高效基因的研究进展5个方面综述作物对低氮的应答机理。耐低氮基因型作物主要通过改变根部性状(如更多侧根、增大根表面积等),调控相关的代谢酶(如硝酸还原酶、谷氨酸合成酶、谷氨酰胺合成酶)及褪黑素等表型和生理活动调节,以改变其代谢所需能量,从而适应低氮胁迫。此外,QTL定位、转录组学、全基因组关联分析等挖掘出一系列与氮高效利用相关的基因(如OsNIGT1、GLN1.3、NRT1.1、ZmNAC36、BnaA04g07450等),为进一步作物耐低氮分子育种提供理论参考。     

水稻氮高效品种鉴定

氮是作物必需的大量元素，氮缺乏是作物产量形成的关键限制因素。施用氮肥可以显著提高作物产量，但会对整个生态系统带来多种不利的影响。因此，阐明作物氮利用效率的遗传基础，培育在低氮条件下仍可高产的作物对未来农业的可持续发展至关重要。为了评选水稻氮高效种质，本试验采用大田试验方式，鉴定了水稻自然群体对低氮胁迫的抗性，通过综合运用隶属函数法、主成分分析法和聚类分析方法进行种质的氮高效能力综合评价，选出了氮高效优异材料。     

高美施液肥的应用技术及效果

高美施有机腐殖酸活性液肥含有腐殖酸及其盐类和氮、磷、钾、钙、镁等作物必需的多种营养成份,是一种农业高科技产品.一般确认具有:提高作物产量,改良品质,减少化肥用量,增强作物抗逆性,无毒无污染等优点.     

贵州地方稻种禾类苗期耐低氮胁迫的生理效应

为筛选耐低氮胁迫的贵州地方稻种禾类种质资源,为水稻耐低氮遗传改良提供理论依据,以从江小香禾、从江红皮糯、丹寨大种糯、雷山高山糯、沟都堆、黑糯141、公谷等7份贵州地方水稻和1份常规稻品种EY105为材料,设置低氮和正常施氮2个处理,采用营养液培养法,研究低氮胁迫对贵州地方水稻苗期主要生理特性的影响。结果表明,贵州地方稻种禾类存在水稻耐低氮遗传改良的种质材料,其中,公谷、黑糯141、丹寨大种糯、沟都堆的耐低氮特性较好,可以作为耐低氮胁迫材料在水稻育种中加以利用。     

科邦生态肥在水稻旱育秧上的应用

"科邦生态肥"是1种有机无机生态肥,这种肥料富含有机质、氮、磷、钾,养分齐全,迟速兼备,能有效改良土壤,培肥地力,促进作物对氮的吸收,增强作物的抗逆性,提高作物产量.为了验证其特点,我站受"江苏科邦生态肥有限公司"的委托,在水稻旱育秧上进行了试验.     

遥感技术在植物氮营养诊断和推荐施肥中的应用之研究进展

通过对遥感技术在作物氮营养诊断方面的研究与最新进展进行了综述,系统评价了高光谱遥感技术、可见光数字图像技术和卫星遥感技术在作物氮营养诊断与氮肥推荐方面的原理、优缺点以及目前的研究现状。认为遥感技术在作物氮营养诊断方面仍然存在技术复杂与设备昂贵等方面的问题,但随着技术的发展,遥感技术在未来精确养分管理方面有广阔的应用前景。     

基于农作物施肥量视角的区域尺度农田面源污染风险评价研究

为揭示区域尺度农田面源污染现状，以农作物及其化肥施用量研究对象，提出了农田面源污染风险等级(包括安全、微风险、低风险、中风险和高风险)与粮食作物当量概念，剖析了近20年主要作物与作物类型的农田面源污染风险及其变化过程，构建了区域尺度农田面源污染风险评价模型，在国家尺度、区域尺度与省域尺度开展了我国农田面源污染风险评价研究。结果表明:1)不同作物类型及作物农田面源污染风险有较大差异。粮食作物属氮低风险和磷微风险，油料作物属氮、磷微风险，棉花属氮高风险和磷低风险，麻类作物属氮高风险和磷微风险，糖料作物属氮、磷高风险，烟叶属氮安全与磷中风险，蔬菜属氮中风险和磷高风险，茶园属氮高风险和磷中风险，果园属氮、磷肥高风险；2)国家尺度农田氮、磷面源污染风险系数分别为1.14和1.45，属氮、磷低风险。区域尺度农田氮面源污染风险系数1.02~1.37，除华南属中风险外，其它区域均为属低风险；农田磷面源污染风险系数1.08~2.20，东北、华北、华中和华东属低风险、西南与西北属中风险，华南属高风险；3)省域尺度农田氮面源污染风险系数0.95~1.41，除广东等7省属中风险外，其它省均属低风险；农田磷面源污染风险系数1.16~2.99，除贵州等8省高风险、云南等4省中风险、以及黑龙江与吉林微风险外，其他17个省均属低风险。综上，作物类型及其种植面积对区域农田面源污染风险有重要影响，粮食作物比例越大，农田面源污染风险越低，如东北、华北、华东和华中地区；果园、蔬菜或茶园比例越大，农田面源污染风险越高，尤其是磷风险，如西南、西北和华南地区。     

枯草芽孢杆菌在农业领域的应用研究进展

本文综述了近年来枯草芽孢杆菌在农业中的应用研究进展,包括提高作物抗性、促进作物生长、改良土壤、改良作物品质等方面内容,以期为枯草芽孢杆菌未来在农业上的应用提供一定的参考。     

适于未来高CO2和O3环境的生物技术作物

全球气候变化预计会改变将来作物生产环境的许多因素。自开展农业活动以来,干旱、极端温度和高盐度便是耕作者面临的挑战。随着气候的变化,这些挑战变得更加严峻。目前,众多农业研究机构和公司正致力于开发和培养能抵御干旱、耐冷耐热以及氮高效利用的作物种质。美国《植物生理学》杂志最新发表的一篇综述文章讨论了气候变化和农业的另一个方面：高CO2和O3环境下作物的改良。     

枯草芽孢杆菌在农业领域的研究进展

综述了近年来枯草芽孢杆菌在农业中的研究资料,包括提高作物抗性、促进作物生长、改良土壤、改良作物品质等方面,以期为枯草芽孢杆菌未来在农业上的发展提供一定的基础依据。     

提高作物氮肥利用率的技术措施

提高肥料利用率对我国农业可持续发展具有重要的意义。针对目前肥料利用率低、氮肥损失严重的现状,提出了提高作物氮肥利用率的技术途径,以供参考。     

生物炭对作物氮肥利用率影响的整合分析

为科学施用生物炭、提高氮肥利用率,采用整合分析的方法,收集符合筛选标准的文献33篇,统计了170组包含生物炭配施化肥(BC+NPK)和单施化肥(NPK)处理下作物氮肥利用率的数据,从不同地域、土壤养分、氮肥用量、生物炭特性与施用量、作物种类等方面量化分析生物炭对作物氮肥利用率的影响。结果显示：施用生物炭可以使作物氮肥利用率提高4.76%,其中南方地区生物炭的促进效果最为明显,提高了11.73%。土壤肥力影响生物炭对氮肥利用率的增幅,在土壤pH值、有机质含量、速效氮含量较低的南方地区,施用生物炭对氮肥利用率的提升效果最优,而在有机质含量较高、pH值较高的东北地区,施用生物炭的效果则有所降低;当氮肥施用量≤120 kg/hm2时,生物炭的增效效果最明显,氮肥利用率提高了10.73%。与经济作物相比,粮食作物的氮肥利用率提升效果更为明显,增加了5.71%。生物炭施用量控制在≤1%时,氮肥利用率提高3.43%,木质材料制备的生物炭的提升效果最明显,氮肥利用率提高7.99%;生物炭含氮量>2%时,氮肥利用率提高19.43%;生物炭pH 9~10时氮肥利用率最佳,肥料利用率能够提升5.01%。     

冀西北坝上高原区豆科作物培肥效应研究

[目的]研究6种豆科作物的培肥效应,为实现冀西北坝上高原区资源与抗逆性豆科固氮作物优化配置提供科学依据。[方法]采用微区定位试验,测定作物产量和土壤氮素含量。[结果]结果表明:连续3年苜蓿的产量都高于其他5种豆科作物,达到3900~5400kg/hm2,土壤氮素含量除第1年略低于对照外,后2年均高于对照;第1年蚕豆产量与土壤氮素含量都最低,但第2、3年的产量仅低于苜蓿,土壤氮素含量也高于对照;第1年大豆种植产量为2700~3050 kg/hm2,重茬明显减产,但土壤氮素含量都高于对照;豌豆3年的产量都较低,土壤氮素含量第1年低于对照,后2年高于对照,且第3年高于其他5种豆科作物;红芸豆和一粒传的产量较高,但土壤氮素含量较低。[结论]综合产量和土壤氮素含量得出,苜蓿是该地区相对适宜种植的豆科作物。     

应用15N示踪技术测定作物氮素的利用率及分配研究进展

氮肥施用对农作物增产具有重要作用,同时也会对环境造成污染,因而如何提高氮肥利用率,减少氮肥对环境的污染一直是研究的热点问题1。5N示踪技术作为氮素研究的有效工具被广泛应用于多种作物上。采用15N示踪技术,了解大豆、水稻、烟草、小麦等对肥料氮和土壤氮的利用率,不同来源氮在其体内的吸收、分配和运转规律,从而为各作物的合理施肥提供科学依据,对研究如何减少氮肥施用、提高氮肥利用率、提高作物产量具有重要的作用和意义。     

Field methods for making productivity classes for site-specific management of wheat

Reducing the decision-making unit to classes within fields can improve yields, efficiency in the use of nutrients and profitability of crops. The objectives were to compare methods for class delimitation in wheat (Triticum aestivum L.) crops based on apparent productivity levels and establish similarities among them in terms of spatial overlapping, productive attributes and the use of nitrogen. In three wheat fields, high and low apparent productivity classes (APC) were defined based on eight methodologies: yield maps, soil maps, gramineae vegetation index, rotation crop index, interpretation of satellite images, management records, elevation and integrated soil and yield maps. In each APC, soil and crop yield components were determined under five nitrogen fertilization levels. Among delimitation methodologies, the degree of coincidence varied from 1.4 to 81.7%. The differences in soil properties, nitrogen use efficiency and grain yields were greater among fields than among APC within each field. In each field, the delimitation methodologies identified different single factors that discriminated among the potential management classes and were partially associated with the crop grain yields. The wheat crops at the low APC yielded 39% less and 12% less than at the high APC, respectively. The nitrogen fertilization, at the rate for maximum productivity for each ACP, reduced the yield differences between contrasting APC. Nitrogen fertilization also modified clustering of classes based on expected yields. Making management classes for wheat based on expected productivity is more accurate when based on previous crop production information under similar nitrogen fertilization conditions than the targeted crop.

     

不同类型作物生长对土壤有效氮构成和氮肥转化利用的影响

采用高、低氮处理研究盆栽种植大豆、棉花、玉米和高粱对土壤有效氮构成和氮肥转化利用的影响,以期为不同类型作物的氮肥合理利用及其利用率的提高提供技术指导.结果表明,与施氮肥不种植作物(对照)相比,种大豆、棉花、玉米、高粱使土壤有效氮含量分别显著降低53.48％、51.54％、33.10％、55.03％,并影响有效氮构成.其中,种大豆、棉花、玉米、高粱使土壤无机氮含量分别显著降低85.41％、83.09％、70.89％、83.35％,水解有机氮含量分别显著增加1.41、1.53、2.11、1.28倍;种大豆、棉花、玉米、高粱使无机氮所占比例分别显著降低68.61％、65.09％、56.47％、63.00％,水解有机氮所占比例分别显著增加4.18、4.21、3.66、4.08倍.与对照相比,种大豆、棉花、玉米、高粱使铵态氮肥转化率分别显著提高93.66％、38.19％、32.58％、38.31％,以种大豆增幅最高;种大豆、棉花、玉米、高粱处理的铵态氮肥硝化率都变为负值,以种大豆降幅最大.种大豆、棉花、玉米、高粱处理的氮肥利用率分别为52.01％、28.31％、24.16％、28.40％,以种大豆处理的氮肥利用率最高.综上,作物生长通过对氮素的吸收利用和对土壤环境的改变,抑制土壤硝化作用,并促进土壤水解有机氮的形成,从而影响土壤有效氮的构成和施人土壤氮的转化利用.豆类作物较非豆类作物抑制土壤硝化作用的能力强,对土壤铵态氮的利用效率高.     

不同类型作物生长对土壤有效氮构成和氮肥转化利用的影响

采用高、低氮处理研究盆栽种植大豆、棉花、玉米和高粱对土壤有效氮构成和氮肥转化利用的影响,以期为不同类型作物的氮肥合理利用及其利用率的提高提供技术指导。结果表明,与施氮肥不种植作物(对照)相比,种大豆、棉花、玉米、高粱使土壤有效氮含量分别显著降低53.48%、51.54%、33.10%、55.03%,并影响有效氮构成。其中,种大豆、棉花、玉米、高粱使土壤无机氮含量分别显著降低85.41%、83.09%、70.89%、83.35%,水解有机氮含量分别显著增加1.41、1.53、2.11、1.28倍;种大豆、棉花、玉米、高粱使无机氮所占比例分别显著降低68.61%、65.09%、56.47%、63.00%,水解有机氮所占比例分别显著增加4.18、4.21、3.66、4.08倍。与对照相比,种大豆、棉花、玉米、高粱使铵态氮肥转化率分别显著提高93.66%、38.19%、32.58%、38.31%,以种大豆增幅最高;种大豆、棉花、玉米、高粱处理的铵态氮肥硝化率都变为负值,以种大豆降幅最大。种大豆、棉花、玉米、高粱处理的氮肥利用率分别为52.01%、28.31%、24.16%、28.40%,以种大豆处理的氮肥利用率最高。综上,作物生长通过对氮素的吸收利用和对土壤环境的改变,抑制土壤硝化作用,并促进土壤水解有机氮的形成,从而影响土壤有效氮的构成和施入土壤氮的转化利用。豆类作物较非豆类作物抑制土壤硝化作用的能力强,对土壤铵态氮的利用效率高。     

填闲作物防治保护地土壤硝酸盐淋溶损失的研究进展

填闲作物在设施蔬菜生产轮作体系中的应用是近年防治土壤氮素损失和土壤硝酸盐淋溶的新兴措施.研究表明,这一措施的应用,能有效地控制氮素的淋溶,对设施蔬菜生产产生了显著的经济效益和生态效益,同时对设施蔬菜可持续生产具有重要的意义.根据国内外文献资料,概述了填闲作物在保护地蔬菜种植中的作用、土壤硝酸盐淋溶的阻控机制及影响填闲作物阻控硝酸盐淋溶的因素.     

Characteristics of C and N Accumulation in Infertile Red Soil Under Different Rotation Systems

A long-term experiment was conducted at the Ecological Experimental Station of Red Soil, Chinese Academy of Sciences to investigate the characteristics of material cycling and C, N accumulation in infertile red soil under different treatments of rotation systems for 11 years. Plant biomass, amount of organic materials returned to the soil, and budget of nitrogen in soil were obviously different under conventional cultivation, coverage by shrubs ( Lespedeza formosa ), rotation of shrubs ( Lespedeza formosa ) and crops (PeanutBuckwheat). Rotation of shrubs and crops with a combination of rational fertilization would be 75 - 100% of biomass and a similar amount of organic materials returned to the soil compared with that under coverage shrubs, more input than output of nitrogen, high system stability, and increasing crop productivity. With distinct cycling, different treatments of rotation systems influenced discriminatorily soil fertility. Soil organic carbon and nitrogen were respectively less than 7 and 0.6 g kg-1 for conventional cultivation, 9- 11 and 0.6-0.9 g kg-1 for rotation of shrubs and crops, 14 - 16 g kg-1 and more than 1 g kg-1 for coverage by shrubs after 11 years, which represent low, middle and high levels of upland red soil fertility at the current situation. It implied that with cultivation system and fertilization measures, the infertile red soil could have middle to high fertility after about 10 years rational utilization. Comparison of results from different treatments showed that a large loss of organic carbon and nitrogen was caused by soil erosion which resulted in a low level of C and N in upland red soil. It could be suggested that increasing carbon storage in infertile red soil would sequester a great amount of atmospheric CO2 and mitigate the global warming potentially.     

玉溪地区前茬作物对烤烟产质量的影响及施肥改进措施

[目的]为玉溪烟区生态优质烟叶生产提供理论指导。[方法]依据不同小生态气候,选择玉溪有代表性的前茬轮作烟区,通过1年田间试验研究了小麦、油菜、豌豆、绿肥、叶菜类蔬菜、休闲对照等6类前茬对烤烟产质量、土壤养分变化的影响及施肥改进措施。[结果]对于叶菜类前茬,烤烟栽前土壤速效氮相比休闲对照显著增加,绿肥和叶菜类前茬处理烤烟长势强,后期落黄较慢,烟叶产量显著高于对照,但品质差,均价偏低;而对于小麦、油菜和豌豆前茬,烤烟栽前土壤速效氮和休闲对照相比无差异,烟叶品质、产值略高于对照。对于绿肥、叶菜类前茬,适当降低氮肥可增加钾肥供应,烟叶品质明显提升;对于小麦、油菜和豌豆前茬,保持烤烟施肥总量不变,适当减少基肥用量增加追肥用量,烟叶产质量显著高于休闲对照。[结论]烤烟施肥量和方法应根据不同的前茬作物而适当地调整,以实现烟叶生产的稳产提质,持续发展。